低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法

天基预警雷达目标回波包络峰值的距离徙动会导致FFT相参积累增益降低,为了对回波信号进行运动补偿,需要对目标运动参数进行估计。由于天基雷达对目标的观察距离较远,因此回波信噪比较低,直接影响了运动参数的估计精度。针对这一问题,本文提出了一种低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法。首先建立了目标回波模型,并对雷达观测距离范围内的回波信噪比进行了计算分析;然后利用Keystone变换对回波包络距离徙动进行校正,并对校正后的回波信号作离散短时傅里叶变换,得到回波信号方位向上的时频分布;最后利用Hough变换将时频域变换到参数域,得到运动参数的估计值。仿真结果表明,本文方法在低信噪比条件下能有效地估计目标运动参数,并且估计精度对信噪比的变化不敏感,具有良好的鲁棒性。      

一种多载频MIMO雷达高速运动目标多维参数估计方法

 多载频MIMO雷达中,高速运动目标回波信号经通道分离后各通道的距离和多普勒频率均不在同一分辨单元,无法利用传统的超分辨算法对目标距离、角度等参数进行估计.本文根据目标回波特点提出一种基于级联Keystone变换的高速运动目标参数估计方法.该方法先在快时间维利用Keystone变换校正距离走动,再在慢时间维进行Keystone变换校正多普勒走动,最后用MUSIC算法进行距离、方位和俯仰等参数估计.仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性.     

基于HT-MDCFT的高速机动目标运动参数估计

针对低信噪比条件下高速机动目标运动参数估计问题,将Hough变换(HT)和修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)相结合,提出一种新的雷达信号处理算法(HMDCFT)。该算法首先采用Hough变换,从距离像图像中提取目标运动轨迹特征,校正距离走动并解速度模糊;然后利用MDCFT校正多普勒频率徙动,估计目标运动参数;最后沿估计的目标运动轨迹对回波能量进行相参积累。数值实验表明,该方法具有优越的抗噪声能力和运动参数估计性能。相比于利用距离像间相关性的包络互相关法,其抗噪声能力提升了约17.6 dB;即使雷达回波输入信噪比低至-35 dB,该方法仍可精确估计目标运动参数,充分聚焦目标回波能量。     

一种调频步进频雷达高速目标成像的新算法

线性调频子脉冲步进频信号已经在雷达ISAR成像中获得了一定的应用。文中提出了线性调频步进频雷达在低信噪比条件下对高速目标ISAR成像的一种新方法。该方法首先对同频点脉冲应用Keystone变换校正距离走动并进行相参积累以获得高信噪比,从而在较高信噪比下精确估计目标平动速度并有效实施速度补偿,然后通过步进频处理合成距离维高分辨,从而提高了ISAR成像质量。通过理论分析与计算机仿真证明了文中方法的有效性。     

宽带变多通道窄带信号检测高速目标算法

高速目标的宽带信号回波产生的目标距离走动会导致传统动目标检测相参积累信噪比损失较大. Keystone变换以及相关改进算法虽然能够校正目标距离走动, 但该类算法需要预先估计目标较为精确的多普勒速度, 难于应用到实际工程中.文中采用一种宽带线性调频信号变多通道窄带信号处理方法, 在没有目标速度先验知识的情况下, 能够对高速目标回波信号能量进行有效积累, 从而提高目标检测性能.给出了算法框图, 经仿真验证该方法有效.     

天空双基地预警雷达长时间相参积累算法研究

天空双基地预警雷达体制中,信号传播距离远,回波信噪比低,且目标高速运动常导致回波越距离单元走动,从而影响目标检测性能。针对这一问题,将Keystone变换用于天空双基地预警雷达体制中,在建立空间几何模型的基础上,分析了回波越距离单元走动特性,应用Keystone变换校正距离单元走动,并进行解多普勒模糊处理和基于单元选大准则的数据处理。该方法可以用于多个不同距离和速度的目标距离走动校正和相参积累检测。仿真结果验证了该方法具有良好的多目标检测性能。     

OFDM雷达多目标运动参数的近似最大似然估计

针对相位编码正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)雷达动目标探测问题,该文提出了一种基于通道分离和最大似然原理相结合的运动参数估计方法。首先,利用OFDM信号的正交性分离出多通道信号,并与相位编码参考信号在快时间域相关后获得各通道的1维距离像。随后,利用Keystone变换校正子载波多普勒偏移与慢时间之间的耦合,并在慢时间域和子载波域进行相参积累得到距离-多普勒2维谱。结合CLEAN技术对距离-多普勒2维谱进行谱峰搜索,获得各个目标的位置和速度参数估计量。以此为初值,利用牛顿迭代算法对似然函数进行优化,最终获得运动参数的近似最大似然估计(Approximate Maximum Likelihood Estimator, AMLE)。仿真实验表明,该文算法在计算复杂性和参数估计精度上都优于传统的Keystone估计算法,在相同均方根误差(Root-Mean-Square Error, RMSE)下其输入信噪比改善了约4 dB,且均方误差接近Cramer-Rao下限。      

一种假目标干扰背景下的导弹目标成像方法

与单目标相比,对假目标干扰背景下的导弹目标难以得出高分辨ISAR图像。本文针对这种情况提出了一种基于Keystone变换的目标成像方法,通过低分辨回波估计并补偿目标群共同的高速径向运动参数,利用Keystone变换与信号中心频率密切相关的特性在等效的中心频率上进行变换,快速实现多普勒环绕情况下对所需目标的包络对齐。对于在距离一多普勒二维平面上存在不完全重叠的多目标情况,可以对导弹目标的粗略ISAR像进行分离,然后对其进行精细的相位补偿以及线性调频分量补偿,从而最终实现假目标干扰背景下导弹目标的精细ISAR成像。计算机仿真结果证实了该方法的有效性。     

基于变脉宽波形的高速目标积累检测研究

针对米波低重频雷达在低信噪比下对高速运动目标的相参积累检测问题,提出了发射变脉宽信号的新方法。首先用宽脉冲回波估计目标运动参数,再对窄脉冲回波进行包络移位和相位补偿,实现相参积累,保证雷达的距离分辨率要求。该方法有效地解决了高速、匀加速径向运动目标跨速度、距离分辨单元的相参积累问题。仿真验证了新方法的有效性。     

基于小波变换相干积累的微弱信号检测

在低信噪比下检测信号的方法倍受关注。本文提出基于小波变换的信号相干积累方法,利用小波变换的子带编码理论,通过在多个子带中进行相干积累。积累后的信号再用周期谱方法进行估计,证明该方法可进一步改善信号的检测能力。文中以脉冲雷达回波信号和相位码信号为例。仿真结果表明,这种方法能在-19db信噪比(雷达回波)和-22db信噪比(相位码信号)下检测信号。     

一种基于SAR稀疏采样数据的动目标运动参数估计方法

该文针对地面动目标运动参数估计问题进行研究,提出一种利用单天线合成孔径雷达(SAR)稀疏采样数据的动目标2维速度估计方法。首先以目标2维速度为参数构建一个等效参数化模型将动目标回波数据转化为小斜视回波数据,然后利用改进的迭代阈值算法实现不同参数条件下的动目标2维成像,最后以成像结果的图像熵值为优化准则对初始模型参数进行搜索,从而获得准确的动目标运动参数。该方法以稀疏采样数据为输入,可以减少所需数据量,并且能够有效避免多普勒模糊问题,在较低信杂比条件下仍然能够准确估计出目标运动参数。仿真实验结果验证了所提动目标参数估计方法的有效性。     

基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计

针对传统方法基于宽带回波距离像包络信息提取微动分辨率较低这一问题,该文提出了一种结合宽带回波距离像包络信息和相位信息的微动特征参数化估计新方法。该方法通过对回波距离像包络分段并对各段进行Keystone变换实现距离方位解耦和,得到目标由于微动引起的各散射点相对参考点径向微距变化粗估计。利用粗估计结果提取回波相位信息,由相位测距原理可得到各散射点的精确微距曲线,进而完成进动目标运动及几何参数的估计。相比于只利用距离像包络信息提取微动的传统方法,所提算法可有效提升参数估计精度。仿真实验验证了其有效性和稳定性。     

一种低信噪比下稳健的ISAR平动补偿方法

远距离小目标/隐身目标逆合成孔径雷达成像在目标检测系统中具有重要作用,然而由于回波信号存在信噪比（Signal-to-Noise Ratio,SNR）低等问题,使得传统基于距离包络对齐的平动补偿方法失效;导致后续初相校正和方位聚焦处理性能急剧下降.针对该问题,本文提出一种低信噪比下参数化平动补偿方法.首先,将回波信号建模为多成分的多项式相位信号,并通过挖掘运动目标上所有散射体具有相同的平动历程这一先验信息,利用相位差分（Phase Differencing,PD）和Keystone变换将目标上所有散射体能量聚集到同一距离单元.然后,通过相干积累三次相位函数将该距离单元内的所有散射体能量集中到一个强点,进而估计出目标平动参数实现低SNR下平动补偿.最后,理论分析和实测数据实验验证了该方法的有效性.     

线性调频步进信号雷达目标运动参数估计方法

针对目标运动对线性调频步进信号雷达成像的影响,提出一种基于时频分析的目标运动参数估计方法。对差频处理后的各簇回波信号进行快速傅里叶变换,利用变换后信号与子脉冲序列的线性调频关系,通过维格纳分布和Radon变换对目标不同时刻运动参数进行估计。结合二值数学形态学与图像边缘检测方法提高对多散射点目标运动参数估计的精度。在此基础上,针对目标可能出现的变速运动情况,利用最小二乘算法拟合整个成像时间内目标运动速度的变化,较好地实现对机动目标的运动参数估计。仿真实验验证了本文方法的有效性。     

连续波雷达中对较大加速度的一种估计方法

在连续波雷达信号事后处理过程中,当目标的加速度比较大、信噪比又比较低时,各种算法很难处理出正确的结果。而目标的径向加速度是一个非常关键的参数。对它的成功的估计是后续处理中得到目标速度与距离的一个重要前提。本文针对这种情况,对连续波雷达回波频谱幅度产生原因进行分析,提出了二次曲线拟合频谱幅度来估计加速度的方法。仿真证明该方法的有效性。     

基于调频傅里叶变换的目标运动补偿*

为了精确估计频率步进雷达目标参数并进行运动补偿,提出了基于调频傅里叶变换的目标径向运动速度补偿方法。与本振信号混频后目标散射点回波可看作线性调频信号,其相位一次项和二次项只与目标速度和初始距离有关,通过搜索调频傅里叶变换的调频率和频率参数,获得了目标运动速度和初始距离的精确估计,然后实现运动补偿。仿真结果进一步验证了文章所采用方法的有效性和实用性。另外,通过与最小脉组误差估计法比较说明了文章所提方法具有更好的抗干扰能力;最后还对多目标运动速度估计问题进行了初步探讨。     

High Accuracy Velo city Measurement Based on Keystone Transform Using Entropy Minimization

Velocity measurement is a basic task of radars. The target velocity is usually estimated according to the Doppler frequency shift. While traditional Doppler methods are unsuitable for high-speed targets, since the serious range migration between adjacent echoes causes phase wrapping. The serious range migration also inter-feres the coherent integration to improve the accuracy of the velocity estimation. A velocity measurement method based on Keystone transform using entropy minimization is studied to solve this problem. This method applies Key-stone transform to the echo to calculate the ambiguity de-gree with the help of entropy minimization. The proposed algorithm estimates the ambiguity degree with no error at a wider range of SNR than the traditional method. The ambiguous Doppler frequency is obtained according to the slow time. Theoretical analyses and simulations show that this method has very high precision.